系列博客目录

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前言

线程是个难点，但是面试官很爱问。分为四部分：线程的基础知识（简单好回答），线程中并发安全（这个以及之后都难起来了），线程池，使用场景。

1.线程的基础知识

1.1 线程和进程的区别？难2频3

 程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的。

当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。

多实例进程就是能被打开多次，单实例进程就是只能被打开一次。

一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行。一个进程之内可以分为一到多个线程。

面试文稿

• 进程是正在运行程序的实例，进程中包含了线程，每个线程执行不同的任务
• 不同的进程使用不同的内存空间，在当前进程下的所有线程可以共享内存空间
• 线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低(上下文切换指的是从一个线程切换到另一个线程)

1.2 并行和并发有什么区别？ 难1频1

单核CPU

• 单核CPU下线程实际还是串行执行的
• 操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将cpu的时间片（windows下时间片最小约为 15 毫秒）分给不同的程序使用，只是由于cpu在线程间（时间片很短）的切换非常快，人类感觉是同时运行的 。
• 总结为一句话就是： 微观串行，宏观并行

一般会将这种线程轮流使用CPU的做法称为并发（concurrent）

多核CPU

每个核（core）都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的。

并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力
并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力

举例：

• 家庭主妇做饭、打扫卫生、给孩子喂奶，她一个人轮流交替做这多件事，这时就是并发
• 家庭主妇雇了个保姆，她们一起这些事，这时既有并发，也有并行（这时会产生竞争，例如锅只有一口，一个人用锅时，另一个人就得等待）
• 雇了3个保姆，一个专做饭、一个专打扫卫生、一个专喂奶，互不干扰，这时是并行

面试文稿

• 现在都是多核CPU，在多核CPU下
• 并发是同一时间应对多件事情的能力，多个线程轮流使用一个或多个CPU
• 并行是同一时间动手做多件事情的能力，4核CPU同时执行4个线程

1.3 创建线程的四种方式 难2频4

共有四种方式可以创建线程，分别是：继承Thread类、实现runnable接口、实现Callable接口、线程池创建线程
详细创建方式参考下面代码：

public class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {//这里是线程默认要运行的代码System.out.println("MyThread...run...");}public static void main(String[] args) {// 创建MyThread对象MyThread t1 = new MyThread() ;MyThread t2 = new MyThread() ;// 调用start方法启动线程t1.start();t2.start();}}

public class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run() {//无法抛异常，加上throw exception会直接报错。 可以加try，catchSystem.out.println("MyRunnable...run...");}public static void main(String[] args) {// 创建MyRunnable对象MyRunnable mr = new MyRunnable() ;// 创建Thread对象 Thread t1 = new Thread(mr) ;//用Thread包装MyRunnable的对象。Thread t2 = new Thread(mr) ;// 调用start方法启动线程t1.start();t2.start();}}

public class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {//注意这里的返回值类型要与上面的泛型一致，可以看出，callable是有返回值的。System.out.println("MyCallable...call...");return "OK";}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {// 创建MyCallable对象MyCallable mc = new MyCallable() ;// 创建F   包装了Callable的对象。FutureTask<String> ft = new FutureTask<String>(mc) ;// 创建Thread对象Thread t1 = new Thread(ft) ;Thread t2 = new Thread(ft) ;// 调用start方法启动线程t1.start();// 调用ft的get方法获取执行结果String result = ft.get();// 输出System.out.println(result);}}

public class MyExecutors implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("MyRunnable...run...");}public static void main(String[] args) {// 创建线程池对象ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);threadPool.submit(new MyExecutors()) ;// 关闭线程池threadPool.shutdown();}}

面试文稿

在java中一共有四种常见的创建方式，分别是：继承Thread类、实现runnable接口、实现Callable接口、线程池创建线程。通常情况下，我们项目中都会采用线程池的方式创建线程。

1.4 runnable 和 callable 有什么区别 难2频3

面试文稿

1. Runnable 接口run方法没有返回值；Callable接口call方法有返回值，是个泛型，和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果
2. Callalbe接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，此方法会阻塞主进程的继续往下执行，如果不调用不会阻塞。
3. Callable接口的call()方法允许抛出异常；而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化(可以加try，catch），不能继续上抛

1.5 线程的 run()和 start()有什么区别？难2频2

Thread t1 = new Thread( name:"t1"){@0verridepublic void run(){ system.out.println("running....");
}
t1.run();
t1.run();
t1.run();可以，相当于调用普通方法。
t1.start()
t1.start();不可以，一个线程只能开启一次。

面试文稿

start(): 用来启动线程，通过该线程调用run方法，执行run方法中所定义的逻辑代码。start方法只能被调用一次。
run(): 封装了要被线程执行的代码，可以被调用多次。

1.6 线程包括哪些状态，状态之间是如何变化的？ 难3频率4

线程的状态可以参考JDK中的Thread类中的枚举State

public enum State {/*** 尚未启动的线程的线程状态*/NEW,/*** 可运行线程的线程状态。处于可运行状态的线程正在 Java 虚拟机中执行，但它可能正在等待来自        * 操作系统的其他资源，例如处理器。*/RUNNABLE,/*** 线程阻塞等待监视器锁的线程状态。处于阻塞状态的线程正在等待监视器锁进入同步块/方法或在调          * 用Object.wait后重新进入同步块/方法。*/BLOCKED,/*** 等待线程的线程状态。由于调用以下方法之一，线程处于等待状态：* Object.wait没有超时* 没有超时的Thread.join* LockSupport.park* 处于等待状态的线程正在等待另一个线程执行特定操作。* 例如，一个对对象调用Object.wait()的线程正在等待另一个线程对该对象调用Object.notify()         * 或Object.notifyAll() 。已调用Thread.join()的线程正在等待指定线程终止。*/WAITING,/*** 具有指定等待时间的等待线程的线程状态。由于以指定的正等待时间调用以下方法之一，线程处于定          * 时等待状态：* Thread.sleep* Object.wait超时* Thread.join超时* LockSupport.parkNanos* LockSupport.parkUntil* </ul>*/TIMED_WAITING,/*** 已终止线程的线程状态。线程已完成执行*/TERMINATED;}

public enum State {//尚未启动的线程的线程状态NEW,//可运行线程的线程状态。RUNNABLE.//线程阻塞等待监视器锁的线程状态。BLOCKED//等待线程的线程状态WAITING.//具有指定等待时间的等待线程的线程状态TIMED_WAITING,//已终止线程的线程状态。线程已完成执行TERMINATED;
}

代码如上，一般流程如下，包含新建状态和死亡状态。

就绪和运行是可执行状态。

分别是

• 新建
  • 当一个线程对象被创建，但还未调用 start 方法时处于新建状态
  • 此时未与操作系统底层线程关联
• 可运行
  • 调用了 start 方法，就会由新建进入可运行
  • 此时与底层线程关联，由操作系统调度执行
• 终结
  • 线程内代码已经执行完毕，由可运行进入终结
  • 此时会取消与底层线程关联
• 阻塞
  • 当获取锁失败后，由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞，此时不占用 cpu 时间
  • 当持锁线程释放锁时，会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程，唤醒后的线程进入可运行状态
• 等待
  • 当获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait() 方法，此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待，同样不占用 cpu 时间，进入等待状态
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程，恢复为可运行状态
• 有时限等待
  • 当获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait(long) 方法，此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合进行有时限等待，同样不占用 cpu 时间
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会按照一定规则唤醒等待集合中的有时限等待线程，恢复为可运行状态，并重新去竞争锁
  • 如果等待超时，也会从有时限等待状态恢复为可运行状态，并重新去竞争锁
  • 还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态，但与 Monitor 无关，不需要主动唤醒，超时时间到自然恢复为可运行状态

总结

1. 线程包括哪些状态
   新建(NEW)、可运行(RUNNABLE)、阻塞(BLOCKED)、等待(WAITING)、计时等待(TIMED_WALTING)、终止(TERMINATED)
2. 线程状态之间是如何变化的
   创建线程对象是新建状态
   调用了start()方法转变为可执行状态
   线程获取到了CPU的执行权，执行结束是终止状态
   在可执行状态的过程中，如果没有获取CPU的执行权，可能会切换其他状态如果没有获取锁(synchronized或lock)进入阻塞状态，获得锁再切换为可执行状态
   如果线程调用了wait()方法进入等待状态，其他线程调用notify()唤醒后可切换为可执行状态
   如果线程调用了sleep(50)方法，进入计时等待状态，到时间后可切换为可执行状态

面试文稿

在JDK中的Thread类中的枚举State里面定义了6种线程的状态分别是：新建、可运行、终结、阻塞、等待和有时限等待六种。
关于线程的状态切换情况比较多。我分别介绍一下。
当一个线程对象被创建，但还未调用 start 方法时处于新建状态，调用了 start 方法，就会由新建进入可运行状态。如果线程内代码已经执行完毕，由可运行进入终止状态。当然这些是一个线程正常执行情况。
如果线程获取锁失败后，会进入阻塞状态，由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞，只有当持锁线程释放锁时，会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程，唤醒后的线程进入可运行状态。
如果线程获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait() 方法，此时从可运行状态释放锁进入等待状态，当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会恢复为可运行状态。
还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入计时（有时限）等待状态，不需要主动唤醒，超时时间到自然恢复为可运行状态。

1.7 新建 T1、T2、T3 三个线程，如何保证它们按顺序执行？难2频3

有很多方式，以下是最简单方便的方式。
在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行，你可以用线程类的join()方法在一个线程A中等待(或者寻找）另一个线程B，另外一个线程B完成(或者没有被运行）后该线程A才能继续执行。
代码举例：
为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后一个(T3调用T2，T2调用T1)，这样T1就会先完成而T3最后完成。

public class JoinTest {public static void main(String[] args) {// 创建线程对象Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println("t1");}) ;Thread t2 = new Thread(() -> {try {t1.join();                          // 加入线程t1,只有t1线程执行完毕以后，再次执行该线程} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("t2");}) ;Thread t3 = new Thread(() -> {try {t2.join();                              // 加入线程t2,只有t2线程执行完毕以后，再次执行该线程} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("t3");}) ;// 启动线程 （顺序无所谓）。t1.start();t2.start();t3.start();}}

面试文稿

嗯~~，我思考一下 （适当的思考或想一下属于正常情况，脱口而出反而太假[背诵痕迹]）
可以这么做，在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行，可以用线程类的join()方法在一个线程中检测另一个线程，另外一个线程完成该线程继续执行。
比如说：
使用join方法，T3调用T2，T2调用T1，这样就能确保T1就会先完成而T3最后完成

1.8 notify()和 notifyAll()有什么区别？ 2 2

public class WaitNotify {static Object lock = new Object();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() ->{synchronized (lock){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...waiting");try{lock.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...被唤醒了");}},"t1");Thread t2 = new Thread(() ->{synchronized (lock){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...waiting");try{lock.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...被唤醒了");}},"t2");t1.start();t2.start();Thread.sleep(2000);synchronized (lock){lock.notify();//下面第二个结果是改为notifyAll()}}
}

t1...waiting
t2...waiting
t1...被唤醒了

t1...waiting
t2...waiting
t1...被唤醒了
t2...被唤醒了

面试文稿

notifyAll：唤醒所有wait的线程
notify：只随机唤醒一个 wait 线程

1.9 在 java 中 wait 和 sleep 方法的不同？3 3

public class WaitSleepCase {static final Object LOCK = new Object();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {sleeping();}private static void illegalWait() throws InterruptedException {synchronized(LOCK){LOCK.wait();//这时候illegalWait()被main函数调用的话，不会报错，注意要在synchronized(LOCK)的情况下使用wati()。}}private static void waiting() throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {synchronized (LOCK) {//与下面的synchronized (LOCK)是同一把锁，也就是只有一个synchronized (LOCK)代码块可以被执行try {get("t").debug("waiting...");LOCK.wait(5000L);//wait释放锁，主线程才会获得锁。并且wait在5000L后会继续往下执行。} catch (InterruptedException e) {get("t").debug("interrupted...");e.printStackTrace();}}}, "t1");t1.start();Thread.sleep(100);synchronized (LOCK) {main.debug("other...");}}private static void sleeping() throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {synchronized (LOCK) {try {get("t").debug("sleeping...");Thread.sleep(5000L);//sleep不会释放锁，主线程才会获得锁。sleep在5s后运行完毕，才会释放锁。} catch (InterruptedException e) {get("t").debug("interrupted...");e.printStackTrace();}}}, "t1");t1.start();Thread.sleep(100);synchronized (LOCK) {main.debug("other...");}}}

面试文稿

共同点

• wait() ，wait(long即等待时间) 和 sleep(long即等待时间) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权，进入阻塞状态

不同点

• 方法归属不同
  • sleep(long) 是 Thread 的静态方法
  • 而 wait()，wait(long) 都是 Object 的成员方法，每个对象都有
• 醒来时机不同
  • 执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
  • wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒，wait() 如果不唤醒就一直等下去，sleep(long)必须有时间，不会一直睡下去
  • 它们都可以被打断唤醒
• 锁特性不同（重点）
  • wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁，而 sleep 则无此限制
  • wait 方法执行后会释放对象锁，允许其它线程获得该对象锁（我放弃 cpu，但你们还可以用），而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行，并不会释放对象锁（我放弃 cpu，你们也用不了）

1.10 如何停止一个正在运行的线程？ 2 2

第一种方式：使用退出标志，使线程正常退出。

public class MyInterrupt1 extends Thread {volatile boolean flag = false ;     // 线程执行的退出标记@Overridepublic void run() {while(!flag) {System.out.println("MyThread...run...");try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建MyThread对象MyInterrupt1 t1 = new MyInterrupt1() ;t1.start();// 主线程休眠6秒Thread.sleep(6000);// 更改标记为truet1.flag = true ;}
}

输出如下

MyThread...run... 一开始进入while循环，输出后，睡3s，到下一次循环
MyThread...run...输出完后，继续睡3s，程序运行至少6s，此时flag被改，while条件不满足了，线程运行完毕

第二种方式：使用stop方法强行终止，已废除，不推荐

public class MyInterrupt2 extends Thread {volatile boolean flag = false ;     // 线程执行的退出标记@Overridepublic void run() {while(!flag) {System.out.println("MyThread...run...");try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建MyThread对象MyInterrupt2 t1 = new MyInterrupt2() ;t1.start();// 主线程休眠2秒Thread.sleep(6000);// 调用stop方法t1.stop();}
}

第三种方法：

使用interrupt方法中断线程

• 打断阻塞的线程(sleep，wait，join)的线程，线程会抛出InterruptedException异常
• 打断正常的线程，可以根据打断状态来标记是否退出线程

public class MyInterrupt3 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//1.打断阻塞的线程Thread t1 = new Thread(()->{System.out.println("t1 正在运行...");try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, "t1");t1.start();Thread.sleep(500);t1.interrupt();
*       System.out.println(t1.isInterrupted());*///2.打断正常的线程Thread t2 = new Thread(()->{while(true) {Thread current = Thread.currentThread();boolean interrupted = current.isInterrupted();if(interrupted) {//如果被打断了就会调用这个if里的代码	System.out.println("打断状态："+interrupted);break;}}}, "t2");t2.start();Thread.sleep(500);t2.interrupt();}
}

面试文稿

有三种方式可以停止线程（实际开发推荐第1、3种）

• 使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止
• 使用stop方法强行终止（不推荐，方法已作废）
• 使用interrupt方法中断线程
  • 打断阻塞的线程(sleep，wait，join)的线程，线程会抛出InterruptedException异常
  • 打断正常的线程，可以根据打断状态来标记是否退出线程

2.线程中并发锁

2.1 讲一下synchronized关键字的底层原理？ 5 3

2.1.1 基本使用

如下抢票的代码，如果不加锁，就会出现超卖或者一张票卖给多个人，Synchronized【对象锁】采用互斥的方式让同一时刻至多只有一个线程能持有【对象锁】，其它线程再想获取这个【对象锁】时就会阻塞住。

public class TicketDemo {static Object lock = new Object();int ticketNum = 10;public synchronized void getTicket() {synchronized (this) {if (ticketNum <= 0) {return;}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到一张票,剩余:" + ticketNum);ticketNum--;}}public static void main(String[] args) {TicketDemo ticketDemo = new TicketDemo();for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(() -> {ticketDemo.getTicket();}).start();}}
}

不加锁结果如下图：
不加锁加锁结果如下图：

面试官会问synchronized 的底层。

2.1.2 Monitor

• monitorenter 上锁开始的地方
• monitorexit 解锁的地方
• 其中被monitorenter和monitorexit包围住的指令就是上锁的代码
• 有两个monitorexit的原因，第二个monitorexit是为了防止锁住的代码抛异常后不能及时释放锁

在使用了synchornized代码块时需要指定一个对象，所以synchornized也被称为对象锁。

monitor主要就是跟这个对象产生关联，如下图

Monitor内部具体的存储结构：

• Owner：存储当前获取锁的线程的，只能有一个线程可以获取
• EntryList：关联没有抢到锁的线程，处于Blocked状态的线程
• WaitSet：关联调用了wait方法的线程，处于Waiting状态的线程

具体的流程：

• 代码进入synchorized代码块，先让lock（对象锁）关联的monitor，去判断Owner是否有线程持有这个锁。
• 如果没有线程持有(也就是Owner为null)，则让当前线程持有，表示该线程获取锁成功
• 如果有线程持有，则让当前线程进入entryList进行阻塞，如果Owner持有的线程已经释放了锁，在EntryList中的线程去竞争锁的持有权（非公平）
• 如果代码块中调用了wait()方法，则会进去WaitSet中进行等待

面试文稿

Synchronized【对象锁】采用互斥的方式让同一时刻至多只有一个线程能持有【对象锁】。

Synchronized底层使用的JVM级别中的Monitor 来决定当前线程是否获得了锁，如果某一个线程获得了锁，在没有释放锁之前，其他线程是不能或得到锁的。Synchronized 属于悲观锁。

Synchronized因为需要依赖于JVM级别的Monitor ，相对性能也比较低。

monitor对象存在于每个Java对象的对象头中，Synchronized锁便是通过这种方式获取锁的，也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因

monitor内部维护了三个变量

• WaitSet：保存处于Waiting状态的线程
• EntryList：保存处于Blocked状态的线程
• Owner：持有锁的线程

只有一个线程获取到的标志就是在monitor中设置成功了Owner，一个monitor中只能有一个Owner。

在上锁的过程中，如果有其他线程也来抢锁，则进入EntryList 进行阻塞，当获得锁的线程执行完了，释放了锁，就会唤醒EntryList 中等待的线程竞争锁，竞争的时候是非公平的。

（GPT：悲观锁：假设会发生冲突，通过加锁来确保资源的独占。乐观锁：假设不会发生冲突，线程在操作资源时不加锁，而是执行操作后检查是否发生冲突（通常使用版本号、时间戳等机制来检查）

2.2 synchronized关键字的底层原理-进阶 Monitor实现的锁属于重量级锁，你了解过锁升级吗?

• Monitor实现的锁属于重量级锁，里面涉及到了用户态和内核态的切换、进程的上下文切换，成本较高，性能比较低。(如果一个锁，只有一个进程来重复获取释放它，那样的话，上下锁成本太高，解决方法如下）。
• 在JDK 1.6引入了两种新型锁机制：偏向锁和轻量级锁，它们的引入是为了解决在没有多线程竞争或基本没有竞争的场景下因使用传统锁机制带来的性能开销问题。

之前的时候我们默认对象锁管理moniter，那是如何实现的呢？（实际上还是与java的对象有关）

2.2.1 对象的内存结构

在HotSpot虚拟机(java一般都是用这个虚拟机）中，对象在内存中存储的布局可分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充。

我们需要重点分析MarkWord对象头。

2.2.2 MarkWord

• hashcode：25位的对象标识Hash码
• age：对象分代年龄占4位
• biased_lock：偏向锁标识，占1位 ，0表示没有开始偏向锁，1表示开启了偏向锁
• thread：持有偏向锁的线程ID，占23位
• epoch：偏向时间戳，占2位
• ptr_to_lock_record：轻量级锁状态下，指向栈中锁记录的指针，占30位
• ptr_to_heavyweight_monitor：重量级锁状态下，指向对象监视器Monitor的指针，占30位

我们可以通过lock的标识，来判断是哪一种锁的等级

• 后三位是001表示无锁
• 后三位是101表示偏向锁
• 后两位是00表示轻量级锁
• 后两位是10表示重量级锁

2.2.3 再说Monitor重量级锁

每个 Java 对象都可以关联一个 Monitor 对象，如果使用 synchronized 给对象上锁（重量级）之后，该对象头的Mark Word 中就被设置指向 Monitor 对象的指针。

简单说就是：每个对象的对象头都可以设置monoitor的指针，让对象与monitor产生关联

2.2.4 轻量级锁

在很多的情况下，在Java程序运行时，同步块中的代码都是不存在竞争的，不同的线程交替的执行同步块中的代码。这种情况下，用重量级锁是没必要的。(如下方代码，如果一个线程调用了method1方法，method1方法又调用了method2方法，对锁进行了重入，这时候由于是一个线程，不存在竞争关系，所以没有必要用重量级锁）因此JVM引入了轻量级锁的概念。

static final Object obj = new Object();public static void method1() {synchronized (obj) {// 同步块 Amethod2();}
}public static void method2() {synchronized (obj) {// 同步块 B}
}

一开始Object对象的内容是这样的，还没有上锁。


1.在线程栈中创建一个Lock Record，将其obj字段指向锁对象，并且存储锁定对象的MarkWord。

2.如下图所示，通过CAS指令将Lock Record的地址存储在对象头的mark word中（数据进行交换），如果对象处于无锁状态则修改成功，代表该线程获得了轻量级锁。

3.如果是当前线程已经持有该锁了，代表这是一次锁重入。(每次都要进行CAS操作，但是重入的时候不用真正修改，只要是添加一次记录，并且）设置Lock Record第一部分为null，起到了一个重入计数器的作用。

4.如果CAS修改失败，说明发生了竞争，需要膨胀为重量级锁。
解锁过程
1.遍历线程栈,找到所有obj字段等于当前锁对象的Lock Record。
2.如果Lock Record的Mark Word为null，代表这是一次重入，将obj设置为null后continue。（也就是删除了一次记录）

3.如果Lock Record的 Mark Word不为null，则利用CAS指令将对象头的mark word恢复成为无锁状态(再交换一次数据）。如果失败则膨胀为重量级锁。(GPT:如果在 CAS 操作前，其他线程已经修改了这个对象的 Mark Word（比如已经将其修改为重量级锁的标志），则 CAS 操作会失败。)

2.2.5 偏向锁

轻量级锁在没有竞争时（就自己这个线程），每次重入仍然需要执行 CAS 操作。
Java 6 中引入了偏向锁来做进一步优化：只有第一次使用 CAS 将线程 ID 设置到对象的 Mark Word 头，之后发现
这个线程 ID 是自己的就表示没有竞争，不用重新 CAS。以后只要不发生竞争，这个对象就归该线程所有。

static final Object obj = new Object();public static void m1() {synchronized (obj) {// 同步块 Am2();}
}public static void m2() {synchronized (obj) {// 同步块 Bm3();}
}public static void m3() {synchronized (obj) {}
}

加锁的流程
1.在线程栈中创建一个Lock Record，将其obj字段指向锁对象。

2.通过CAS指令将Lock Record的线程id存储在对象头的mark word中，同时也设置偏向锁的标识为101，如果对象处于无锁状态则修改成功，代表该线程获得了偏向锁。

3.如果是当前线程已经持有该锁了，代表这是一次锁重入。设置Lock Record第一部分为null，起到了一个重入计数器的作用。与轻量级锁不同的时，这里不会再次进行cas操作，只是判断对象头中的线程id是否是自己，因为缺少了cas操作，性能相对轻量级锁更好一些。

面试文稿

Java中的synchronized有偏向锁、轻量级锁、重量级锁三种形式，分别对应了锁只被一个线程持有、不同线程交替持有锁、多线程竞争锁三种情况。

重量级锁：底层使用的Monitor实现，里面涉及到了用户态和内核态的切换、进程的上下文切换，成本较高，性能比较低。
轻量级锁：线程加锁的时间是错开的（也就是没有竞争），可以使用轻量级锁来优化。轻量级修改了对象头的锁标志，相对重量级锁性能提升很多。每次修改都是CAS操作，保证原子性。
偏向锁：一段很长的时间内都只被一个线程使用锁，可以使用了偏向锁，在第一次获得锁时，会有一个CAS操作，之后该线程再获取锁，只需要判断mark word中是否是自己的线程id即可，而不是开销相对较大的CAS命令。

一旦锁发生了竞争，都会升级为重量级锁。

2.3 你谈谈 JMM（Java 内存模型） 3 3

JMM(Java Memory Model)Java内存模型,是java虚拟机规范中所定义的一种内存模型。
Java内存模型(Java Memory Model)描述了Java程序中各种变量(线程共享变量)的访问规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取变量这样的底层细节。

特点：

1. 所有的共享变量都存储于主内存(计算机的RAM)这里所说的变量指的是实例变量和类变量。不包含局部变量，因为局部变量是线程私有的，因此不存在竞争问题。
2. 每一个线程还存在自己的工作内存，线程的工作内存，保留了被线程使用的变量的工作副本，只能被线程自己本身所调用，不存在安全问题。
3. 线程对变量的所有的操作(读，写)都必须在工作内存中完成，而不能直接读写主内存中的变量，不同线程之间也不能直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量的值的传递需要通过主内存完成。

总结：

你谈谈 JMM(Java内存模型)

1. JMM(ava Memory Model)Java内存模型，定义了共享内存中多线程程序读写操作的行为规范，通过这些规则来规范对内存的读写操作从而保证指令的正确性
2. JMM把内存分为两块，一块是私有线程的工作区域(工作内存)，一块是所有线程的共享区域(主内存)
3. 线程跟线程之间是相互隔离，线程跟线程交互需要通过主内存

面试文稿

Java内存模型是Java虚拟机规范中定义的一种非常重要的内存模型。它的主要作用是描述Java程序中线程共享变量的访问规则，以及这些变量在JVM中是如何被存储和读取的，涉及到一些底层的细节。
这个模型有几个核心的特点。首先，所有的共享变量，包括实例变量和类变量，都被存储在主内存中，也就是计算机的RAM。需要注意的是，局部变量并不包含在内，因为它们是线程私有的，所以不存在竞争问题。
其次，每个线程都有自己的工作内存，这里保留了线程所使用的变量的工作副本。这意味着，线程对变量的所有操作，无论是读还是写，都必须在自己的工作内存中完成，而不能直接读写主内存中的变量。
最后，不同线程之间不能直接访问对方工作内存中的变量。如果线程间需要传递变量的值，那么这个过程必须通过主内存来完成。

2.4 CAS 你知道吗？3 2

2.4.1 概述及基本工作流程

CAS的全称是： Compare And Swap(比较再交换)，它体现的一种乐观锁的思想，在无锁情况下保证线程操作共享数据的原子性。

在JUC（ java.util.concurrent ）包下实现的很多类都用到了CAS操作

• AbstractQueuedSynchronizer（AQS框架）
• AtomicXXX类

例子：

我们还是基于刚才学习过的JMM内存模型进行说明

• 线程1与线程2都从主内存中获取变量int a = 100,同时放到各个线程的工作内存中

一个当前内存值V、旧的预期值A、即将更新的值B，当且仅当旧的预期值A和内存值V相同时，将内存值修改为B并返回true，否则什么都不做，并返回false。如果CAS操作失败，通过自旋的方式等待并再次尝试，直到成功

• 线程1操作：V：int a = 100，A：int a = 100，B：修改后的值：int a = 101 (a++)
  • 线程1拿A的值与主内存V的值进行比较，判断是否相等
  • 如果相等，则把B的值101更新到主内存中

• 线程2操作：V：int a = 100，A：int a = 100，B：修改后的值：int a = 99(a - -)
  • 线程2拿A的值与主内存V的值进行比较，判断是否相等(目前不相等，因为线程1已更新V的值101)
  • 不相等，则线程2更新失败

开始执行自旋锁操作，即不断拿去新的共享变量，更改后，对比旧值，看看是否可以把自己更改后的值放到内存中。

• 自旋锁操作
  • 因为没有加锁，所以线程不会陷入阻塞，效率较高
  • 如果竞争激烈，重试频繁发生，效率会受影响

需要不断尝试获取共享内存V中最新的值，然后再在新的值的基础上进行更新操作，如果失败就继续尝试获取新的值，直到更新成功

2.4.2 CAS 底层实现

CAS 底层依赖于一个 Unsafe 类来直接调用操作系统底层的 CAS 指令(如下图所示）。

都是native修饰的方法，由系统提供的接口执行，并非java代码实现，一般的思路也都是自旋锁实现
在java中比较常见使用有很多，比如ReentrantLock和Atomic开头的线程安全类，都调用了Unsafe中的方法

• ReentrantLock中的一段CAS代码
  
  当前值对应前面的 内存总中的值V，期望的值对应A，更行后的值对应B。

2.4.3 乐观锁和悲观锁是什么?(区别）

面试官可能根据CAS是乐观锁，来问什么是乐观悲观锁。

• CAS 是基于乐观锁的思想：最乐观的估计，不怕别的线程来修改共享变量，就算改了也没关系，我吃亏点再重试呗。
• synchronized 是基于悲观锁的思想：最悲观的估计，得防着其它线程来修改共享变量，我上了锁你们都别想改，我改完了解开锁，你们才有机会。

面试文稿

CAS的全称是： Compare And Swap(比较再交换);它体现的一种乐观锁的思想，在无锁状态下保证线程操作数据的原子性。

• CAS使用到的地方很多：AQS框架(Abstract Queued Synchronizer)、AtomicXXX类
• 在操作共享变量的时候使用的自旋锁，效率上更高一些
• CAS的底层是调用的Unsafe类中的方法，都是操作系统提供的，其他语言实现

2.5 请谈谈你对 volatile 的理解 3 3

一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义：

2.5.1 保证线程间的可见性

保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的,volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存。用 volatile 修饰共享变量，能够防止编译器等优化发生，让一个线程对共享变量的修改对另一个线程可见。
举个例子如下：有三个线程。


线程1修改了变量之后，线程2是可以读到的，为什么线程3不行呢？
问题分析：主要是因为在JVM虚拟机中有一个JT(即时编译器)给代码做了优化。

解决方案：
第一：在程序运行的时候加入vm参数-Xint表示禁用即时编辑器，不推荐，得不偿失（其他代码还要使用）
第二：在修饰stop变量的时候加上volatile,表示当前代码禁用了即时编辑器，问题就可以解决，

代码如下：static volatile boolean stop = false;

效果如下。

2.5.2 禁止进行指令重排序

用 volatile 修饰共享变量会在读、写共享变量时加入不同的屏障，阻止其他读写操作越过屏障，从而达到阻止重排序的效果

在去获取上面的结果的时候，有可能会出现4种情况
情况一：先执行actor2获取结果—>0,0(正常)
情况二：先执行actor1中的第一行代码，然后执行actor2获取结果—>0,1(正常)
情况三：先执行actor1中所有代码，然后执行actor2获取结果—>1,1(正常)
情况四：先执行actor1中第二行代码，然后执行actor2获取结果—>1,0(发生了指令重排序，影响结果)

解决方案
在变量上添加volatile，禁止指令重排序，则可以解决问题

屏障添加的示意图

注意尖刺的方向。

• 写操作加的屏障是阻止上方其它写操作越过屏障排到volatile变量写之下
• 读操作加的屏障是阻止下方其它读操作越过屏障排到volatile变量读之上

其他补充
我们上面的解决方案是把volatile加在了int y这个变量上，我们能不能把它加在int x这个变量上呢？
下面代码使用volatile修饰了x变量

屏障添加的示意图

这样显然是不行的，主要是因为下面两个原则：

• 写操作加的屏障是阻止上方其它写操作越过屏障排到volatile变量写之下
• 读操作加的屏障是阻止下方其它读操作越过屏障排到volatile变量读之上
  所以，现在我们就可以总结一个volatile使用的小妙招：
• 写变量让volatile修饰的变量的在代码最后位置
• 读变量让volatile修饰的变量的在代码最开始位置

面试文稿

volatile 是一个关键字，可以修饰类的成员变量、类的静态成员变量，主要有两个功能
第一：保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的,volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存。
第二： 禁止进行指令重排序，可以保证代码执行有序性。底层实现原理是，添加了一个内存屏障，通过插入内存屏障禁止在内存屏障前后的指令执行重排序优化

2.6 什么是AQS？

2.6.1 概述

全称是 AbstractQueuedSynchronizer，是阻塞式锁和相关的同步器工具的框架，它是构建锁或者其他同步组件的基础框架 。其实就是用作锁。

AQS与Synchronized的区别

AQS常见的实现类

• ReentrantLock 阻塞式锁
• Semaphore 信号量
• CountDownLatch 倒计时锁

2.6.2 工作机制

• 在AQS中维护了一个使用了volatile修饰的state属性来表示资源的状态，0表示无锁，1表示有锁
• 提供了基于 FIFO 的等待队列，类似于 Monitor 的 EntryList
• 条件变量来实现等待、唤醒机制，支持多个条件变量，类似于 Monitor 的 WaitSet
  
• 线程0来了以后，去尝试修改state属性，如果发现state属性是0，就修改state状态为1，表示线程0抢锁成功
• 线程1和线程2也会先尝试修改state属性，发现state的值已经是1了，有其他线程持有锁，它们都会到FIFO队列中进行等待，
• FIFO是一个双向队列，head属性表示头结点，tail表示尾结点

如果多个线程共同去抢这个资源是如何保证原子性的呢？

在去修改state状态的时候，使用的cas自旋锁来保证原子性，确保只能有一个线程修改成功，修改失败的线程将会进入FIFO队列中等待

AQS是公平锁吗，还是非公平锁？

• 新的线程与队列中的线程共同来抢资源，是非公平锁
• 新的线程到队列中等待，只让队列中的head线程获取锁，是公平锁

比较典型的AQS实现类ReentrantLock，它默认就是非公平锁，新的线程与队列中的线程共同来抢资源。

面试文稿

什么是AQS?

• 是多线程中的队列同步器。是一种锁机制，它是做为一个基础框架使用的，像ReentrantLock、Semaphore(/ˈseməfɔː(r)/都是基于AQS实现的
• AQS内部维护了一个先进先出的双向队列，队列中存储排队的线程。
• 在AQS内部还有一个属性state，这个state就相当于是一个资源，默认是0(无锁状态)，如果队列中的有一个线程修改成功了state为1，则当前线程就相等于获取了资源。
• 在对state修改的时候使用的cas操作，保证多个线程修改的情况下原子性。

2.7 ReentrantLock的实现原理 4 3

2.7.1 概述

ReentrantLock翻译过来是可重入锁，相对于synchronized它具备以下特点：

• 可中断
• 可以设置超时时间
• 可以设置公平锁
• 支持多个条件变量
• 与synchronized一样，都支持重入

2.7.2 实现原理

ReentrantLock主要利用CAS+AQS队列来实现。它支持公平锁和非公平锁，两者的实现类似。
构造方法接受一个可选的公平参数（默认非公平锁），当设置为true时，表示公平锁，否则为非公平锁。公平锁的效率往往没有非公平锁的效率高，在许多线程访问的情况下，公平锁表现出较低的吞吐量。
查看ReentrantLock源码中的构造方法：

提供了两个构造方法，不带参数的默认为非公平。
如果使用带参数的构造函数，并且传的值为true，则是公平锁。
其中NonfairSync和FairSync这两个类父类都是Sync，而Sync的父类是AQS(如下图所示），所以可以得出ReentrantLock底层主要实现就是基于AQS来实现的。

2.7.3 工作流程

• 线程来抢锁后使用cas的方式修改state状态，修改状态成功为1，则让exclusiveOwnerThread属性指向当前线程，获取锁成功。
• 假如修改状态失败，则会进入双向队列中等待，head指向双向队列头部，tail指向双向队列尾部
• 当exclusiveOwnerThread为null的时候，则会唤醒在双向队列中等待的线程
• 公平锁则体现在按照先后顺序获取锁，非公平体现在不在排队的线程也可以抢锁。

面试文稿

ReentrantLock是一个可重入锁: 一个线程调用 lock 方法获取了锁之后，再次调用 lock，是不会再阻塞，内部直接增加重入次数就行了，标识这个线程已经重复获取一把锁而不需要等待锁的释放。
ReentrantLock是属于juc包下的类，跟synchronized一样，都是悲观锁。属于api层面的锁，通过lock()用来获取锁，unlock()释放锁。
它的底层实现原理主要利用CAS+AQS队列来实现。它支持公平锁和非公平锁，两者的实现类似。
构造方法接受一个可选的公平参数（默认非公平锁），当设置为true时，表示公平锁，否则为非公平锁。公平锁的效率往往没有非公平锁的效率高。

2.8 synchronized和Lock有什么区别 ? 4 4

要对两个所有充分的认识，才能回答好。

第一，语法层面

• synchronized 是关键字，源码在 jvm 中，用 c++ 语言实现，退出同步代码块锁会自动释放
• Lock 是接口，源码由 jdk 提供，用 java 语言实现，需要手动调用 unlock 方法释放锁

第二，功能层面

• 二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能
• Lock 提供了许多 synchronized 不具备的功能，例如获取等待状态、公平锁、可(在等待过程中被)打断、可超时、多条件变量，同时Lock 可以实现不同的场景，如 ReentrantLock， ReentrantReadWriteLock。

/*** ClassName: LockInterruptiblyDemo* Package: PACKAGE_NAME* Description:** @Author 醒了就刷牙* @Create 2024/12/21 12:23* @Version 1.0*/
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.*;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockTest {//创建锁对象static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();//条件1static Condition c1 =lock.newCondition();static Condition c2 =lock.newCondition();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//        lockInterrupt();time0utLock();}public static void time0utLock()throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {//设置trylock的时间使其一直尝试，如果不设置，就是尝试一下，不满足的话直接执行获取不到锁的代码。try {if(!lock.tryLock(3000, TimeUnit.SECONDS)){System.out.println("t1-获取锁失败");return;}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}try {System.out.println("t1线程-获得了锁");}finally {lock.unlock();}},"t1");lock.lock();System.out.println("主线程获得了锁");t1.start();try {Thread.sleep(4000);}finally {lock.unlock();}}public static void lockInterrupt()throws InterruptedException {Thread t1=new Thread(()->{try {//开启可中断的锁lock.lockInterruptibly();}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();System.out.println("等待的过程中被打断");return;}try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",获得了锁");} finally {lock.unlock();}},"t1");lock.lock();System.out.println("主线程获得了锁");t1.start();try {Thread.sleep(1000);t1.interrupt();System.out.println("主线程执行打断");}finally {lock.unlock();}}
}多条件变量 就是 一个线程中使用 c1.await()进入等待，等其他进程调用c1.signal()唤醒它，
一个c1.signal只能唤醒一个由于c1进入等待的进程，signalAll()可以唤醒所有。

第三，性能层面

• 在没有竞争时，synchronized 做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁，性能不赖。
• 在竞争激烈时，Lock 的实现通常会提供更好的性能。

统合来看，需要根据不同的场景来选择不同的锁的使用。

面试文稿

第一，语法层面

• synchronized 是关键字，源码在 jvm 中，用 c++ 语言实现，退出同步代码块锁会自动释放
• Lock 是接口，源码由 jdk 提供，用 java 语言实现，需要手动调用 unlock 方法释放锁

第二，功能层面

• 二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能
• Lock 提供了许多 synchronized 不具备的功能，例如获取等待状态、公平锁、可打断、可超时、多条件变量，同时Lock 可以实现不同的场景，如 ReentrantLock， ReentrantReadWriteLock

第三，性能层面

• 在没有竞争时，synchronized 做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁，性能不赖
• 在竞争激烈时，Lock 的实现通常会提供更好的性能

统合来看，需要根据不同的场景来选择不同的锁的使用。

2.9 死锁产生的条件是什么？ 4 3

死锁：一个线程需要同时获取多把锁，这时就容易发生死锁
例如：
t1 线程获得A对象锁，接下来想获取B对象的锁
t2 线程获得B对象锁，接下来想获取A对象的锁

package com.itheima.basic;import static java.lang.Thread.sleep;public class Deadlock {public static void main(String[] args) {Object A = new Object();Object B = new Object();Thread t1 = new Thread(() -> {synchronized (A) {System.out.println("lock A");try {sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (B) {System.out.println("lock B");System.out.println("操作...");}}}, "t1");Thread t2 = new Thread(() -> {synchronized (B) {System.out.println("lock B");try {sleep(500);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (A) {System.out.println("lock A");System.out.println("操作...");}}}, "t2");t1.start();t2.start();}
}

控制台输出结果

此时程序并没有结束，这种现象就是死锁现象…线程t1持有A的锁等待获取B锁，线程t2持有B的锁等待获取A的锁。

面试文稿

嗯，是这样的，一个线程需要同时获取多把锁，这时就容易发生死锁，举个例子来说：
t1 线程获得A对象锁，接下来想获取B对象的锁
t2 线程获得B对象锁，接下来想获取A对象的锁
这个时候t1线程和t2线程都在互相等待对方的锁，就产生了死锁。

2.10 如何进行死锁诊断？ 3 3

当程序出现了死锁现象，我们可以使用jdk自带的工具：jps和 jstack
步骤如下：
第一：查看运行的线程

第二：使用jstack查看线程运行的情况，下图是截图的关键信息
运行命令：jstack -l 46032

其他解决工具，可视化工具

• jconsole

用于对jvm的内存，线程，类 的监控，是一个基于 jmx 的 GUI 性能监控工具
打开方式：java 安装目录 bin目录下 直接启动 jconsole.exe 就行

• VisualVM：故障处理工具

能够监控线程，内存情况，查看方法的CPU时间和内存中的对 象，已被GC的对象，反向查看分配的堆栈
打开方式：java 安装目录 bin目录下 直接启动 jvisualvm.exe就行

面试文稿

1. 死锁产生的条件是什么?
   • 一个线程需要同时获取多把锁，这时就容易发生死锁
2. 如何进行死锁诊断?
   • 当程序出现了死锁现象，我们可以使用jdk自带的工具:jps((Java Virtual Machine Process Status Tool))和jstack
   • jps:输出JVM中运行的进程状态信息
   • jstack:查看java进程内线程的堆栈信息，查看日志，检查是否有死锁如果有死锁现象，需要查看具体代码分析后，可修复
   • 可视化工具jconsole、VisualVM也可以检查死锁问题

2.11 ConcurrentHashMap(问到线程安全的时候会被顺便问到） 3 4

ConcurrentHashMap 是一种线程安全的高效Map集合

底层数据结构：

• JDK1.7底层采用分段的数组+链表实现
• JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样，数组+链表/红黑二叉树。

（1） JDK1.7中concurrentHashMap

数据结构

• 提供了一个segment数组，在初始化ConcurrentHashMap 的时候可以指定数组的长度，默认是16，一旦初始化之后中间不可扩容
• 在每个segment中都可以挂一个HashEntry数组，数组里面可以存储具体的元素，HashEntry数组是可以扩容的
• 在HashEntry存储的数组中存储的元素，如果发生冲突，则可以挂单向链表

存储流程

• 先去计算key的hash值，然后确定segment数组下标
• 再通过hash值确定hashEntry数组中的下标存储数据
• 在进行操作数据的之前，会先判断当前segment对应下标位置是否有线程进行操作，为了线程安全使用的是ReentrantLock进行加锁，如果获取锁是被会使用cas自旋锁进行尝试

（2） JDK1.8中concurrentHashMap

在JDK1.8中，放弃了Segment臃肿的设计，数据结构跟HashMap的数据结构是一样的：数组+红黑树+链表
采用 CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现

• CAS控制数组节点的添加
• synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点，只要hash不冲突，就不会产生并发的问题 , 效率得到提升

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ConcurrentHashMap 是一种线程安全的高效Map集合，jdk1.7和1.8也做了很多调整。

• JDK1.7的底层采用是分段的数组+链表 实现
• JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样，数组+链表/红黑二叉树。

在jdk1.7中 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似，是一 种数组和链表结构，一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组，每个 HashEntry 是一个链表结构 的元素，每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment的锁。

Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock，每个 Segment 守护一个HashEntry 数组里得元 素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 锁

在jdk1.8中的ConcurrentHashMap 做了较大的优化，性能提升了不少。首先是它的数据结构与jdk1.8的hashMap数据结构完全一致。其次是放弃了Segment臃肿的设计，取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现，synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点，这样只要hash不冲突，就不会产生并发 , 效率得到提升

2.12 导致并发程序出现问题的根本原因是什么

面试文稿

Java并发编程有三大核心特性，分别是原子性、可见性和有序性。

首先，原子性指的是一个线程在CPU中的操作是不可暂停也不可中断的，要么执行完成，要么不执行。比如，一些简单的操作如赋值可能是原子的，但复合操作如自增就不是原子的。为了保证原子性，我们可以使用synchronized关键字或JUC里面的Lock来进行加锁。

其次，可见性是指让一个线程对共享变量的修改对另一个线程可见。由于线程可能在自己的工作内存中缓存共享变量的副本，因此一个线程对共享变量的修改可能不会立即反映在其他线程的工作内存中。为了解决这个问题，我们可以使用synchronized关键字、volatile关键字或Lock来确保可见性。

最后，有序性是指处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，导致程序中各个语句的执行先后顺序与代码中的顺序不一致。虽然处理器会保证程序最终执行结果与代码顺序执行的结果一致，但在某些情况下我们可能需要确保特定的执行顺序。为了解决这个问题，我们可以使用volatile关键字来禁止指令重排。

3.线程池

为什么要用线程池呢，因为我们每创建一个线程，都会导致占用一些内存，如果我们创建很多线程，如果创建很多，可能会导致线程溢出，我们的内存毕竟是有限的，同一时刻，一个CPU只能处理一个线程，如果大量的请求创建了大量的线程，都没有CPU的执行权，这些线程会进行等待，会导致大量线程之间的切换，也会导致性能变慢。一般在项目开发过程中，一般都会使用线程池来创建并且管理线程。这一块和实际开发关系很大，面试官比较喜欢问。

3.1 说一下线程池的核心参数（线程池的执行原理知道嘛）3 4

线程池核心参数主要参考ThreadPoolExecutor这个类的7个参数的构造函数

• corePoolSize 核心线程数目
• maximumPoolSize 最大线程数目 = (核心线程+救急线程的最大数目)
• keepAliveTime 生存时间 - 救急线程的生存时间，生存时间内没有新任务，此线程资源会释放
• unit 时间单位 - 救急线程的生存时间单位，如秒、毫秒等
• workQueue - 当没有空闲核心线程时，新来任务会加入到此队列排队，队列满会创建救急线程执行任务
• threadFactory 线程工厂 - 可以定制线程对象的创建，例如设置线程名字、是否是守护线程等
• handler 拒绝策略 - 当所有线程(核心和救急）都在繁忙，workQueue 也放满时，会触发拒绝策略

线程池工作流程/执行原理

1. 任务在提交的时候，首先判断核心线程数是否已满，如果没有满则直接添加到工作线程执行
2. 如果核心线程数满了，则判断阻塞队列是否已满，如果没有满，当前任务存入阻塞队列
3. 如果阻塞队列也满了，则判断线程数是否小于最大线程数，如果满足条件，则使用临时线程执行任务
   如果核心或临时线程执行完成任务后会检查阻塞队列中是否有需要执行的线程，如果有，则使用非核心线程执行任务(救急线程=非核心线程=临时线程)
4. 如果所有线程都在忙着（核心线程+临时线程），则走拒绝策略
   拒绝策略：
   1.AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略；
   2.CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务；
   3.DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务；
   4.DiscardPolicy：直接丢弃任务；

代码示例：

public class TestThreadPoolExecutor {static class MyTask implements Runnable {private final String name;private final long duration;public MyTask(String name) {this(name, 0);}public MyTask(String name, long duration) {this.name = name;this.duration = duration;}@Overridepublic void run() {try {LoggerUtils.get("myThread").debug("running..." + this);Thread.sleep(duration);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic String toString() {return "MyTask(" + name + ")";}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {AtomicInteger c = new AtomicInteger(1);ArrayBlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(2);ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2,3,0,TimeUnit.MILLISECONDS,queue,r -> new Thread(r, "myThread" + c.getAndIncrement()),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//下图是DiscardPolicy，即直接丢弃任务。showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("1", 3600000));//核心线程showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("2", 3600000));//核心线程showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("3"));//进入阻塞队列showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("4"));//进入阻塞队列showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("5",3600000));//临时线程showState(queue, threadPool);threadPool.submit(new MyTask("6"));showState(queue, threadPool);}private static void showState(ArrayBlockingQueue<Runnable> queue, ThreadPoolExecutor threadPool) {try {Thread.sleep(300);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}List<Object> tasks = new ArrayList<>();for (Runnable runnable : queue) {try {Field callable = FutureTask.class.getDeclaredField("callable");callable.setAccessible(true);Object adapter = callable.get(runnable);Class<?> clazz = Class.forName("java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter");Field task = clazz.getDeclaredField("task");task.setAccessible(true);Object o = task.get(adapter);tasks.add(o);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}LoggerUtils.main.debug("pool size: {}, queue: {}", threadPool.getPoolSize(), tasks);}}

面试文稿

说一下线程池的核心参数（线程池的执行原理知道嘛）？

在线程池中一共有7个核心参数：

1. corePoolSize 核心线程数目 - 池中会保留的最多线程数
2. maximumPoolSize 最大线程数目 - 核心线程+救急线程的最大数目
3. keepAliveTime 生存时间 - 救急线程的生存时间，生存时间内没有新任务，此线程资源会释放
4. unit 时间单位 - 救急线程的生存时间单位，如秒、毫秒等
5. workQueue - 当没有空闲核心线程时，新来任务会加入到此队列排队，队列满会创建救急线程执行任务
6. threadFactory 线程工厂 - 可以定制线程对象的创建，例如设置线程名字、是否是守护线程等
7. handler 拒绝策略 - 当所有线程都在繁忙，workQueue 也放满时，会触发拒绝策略
   拒绝策略有4种，当线程数过多以后，第一种是抛异常、第二种是由调用者线程执行任务、第三是丢弃当前的任务，第四是丢弃阻塞队列中最早排队任务。默认是直接抛异常。

3.2 线程池中有哪些常见的阻塞队列 3 3

workQueue - 当没有空闲核心线程时，新来任务会加入到此队列排队，队列满会创建救急线程执行任务

比较常见的有4个，用的最多是ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue

1. ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，FIFO。
2. LinkedBlockingQueue：基于链表结构的有界阻塞队列，FIFO。底层是单项链表。
3. DelayedWorkQueue ：是一个优先级队列，它可以保证每次出队的任务都是当前队列中执行时间最靠前的。(了解）
4. SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作都必须等待一个移出操作。(了解）

ArrayBlockingQueue的LinkedBlockingQueue区别

ArrayBlockingQueue强制有界，就是创建时必须给定容量值。LinkedBlockingQueue默认界值是Integer.MAX_VALUE，所以初始最好给定一个容量的大小。往下的三点都是与其对应的数据结构有关。针对最后一点锁进行说明如下：

左边是LinkedBlockingQueue加锁的方式，右边是ArrayBlockingQueue加锁的方式

• LinkedBlockingQueue读和写各有一把锁，性能相对较好
• ArrayBlockingQueue只有一把锁，读和写公用，性能相对于LinkedBlockingQueue差一些

一般我们使用LinkedBlockingQueue，面试的时候大胆说，自己用的是LinkedBlockingQueue，一般要自己设置一个容量值。

面试文稿

Jdk中提供了很多阻塞队列，开发中常见的有两个：ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue
ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue是Java中两种常见的阻塞队列，它们在实现和使用上有一些关键的区别。
首先，ArrayBlockingQueue是一个有界队列，它在创建时必须指定容量，并且这个容量不能改变。而LinkedBlockingQueue默认是无界的，但也可以在创建时指定最大容量，使其变为有界队列。
其次，它们在内部数据结构上也有所不同。ArrayBlockingQueue是基于数组实现的，而LinkedBlockingQueue则是基于链表实现的。这意味着ArrayBlockingQueue在访问元素时可能会更快，因为它可以直接通过索引访问数组中的元素。而LinkedBlockingQueue则在添加和删除元素时可能更快，因为它不需要移动其他元素来填充空间。
另外，它们在加锁机制上也有所不同。ArrayBlockingQueue使用一把锁来控制对队列的访问，这意味着读写操作都是互斥的。而LinkedBlockingQueue则使用两把锁，一把用于控制读操作，另一把用于控制写操作，这样可以提高并发性能。

3.3 如何确定核心线程数 4 3

在设置核心线程数之前，需要先熟悉一些执行线程池执行任务的类型

• IO密集型任务
  一般来说：文件读写、DB读写、网络请求等
  推荐：核心线程数大小设置为2N+1 （N为计算机的CPU核数）
• CPU密集型任务
  一般来说：计算型代码、Bitmap转换、Gson转换等
  推荐：核心线程数大小设置为N+1 （N为计算机的CPU核数）

如何确定CPU核数呢，可以java代码查看CPU核数

public class Main {public static void main(String[] args) {// 查看机器的CPU核数System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());}
}

面试文稿

根据项目的不同来确定
① 高并发、任务执行时间短的项目 -->（ CPU核数+1 ），减少线程上下文的切换
② 并发不高、任务执行时间长的项目

• IO密集型的任务 --> (CPU核数 * 2 + 1)
• 计算密集型任务 --> （ CPU核数+1 ）

③ 并发高、业务执行时间长，解决这种类型任务的关键不在于线程池而在于整体架构的设计，看看这些业务里面某些数据是否能做缓存是第一步，增加服务器是第二步，至于线程池的设置，设置参考②（JAVA开发的项目一般都是IO密集型项目，很少是计算密集型的）

3.4 线程池的种类有哪些 3 3

在java.util.concurrent.Executors类中提供了大量创建连接池的静态方法，常见有四种

1. 创建使用固定线程数的线程池
   • 核心线程数与最大线程数一样，没有救急线程
   • 阻塞队列是LinkedBlockingQueue，最大容量为Integer.MAX_VALUE
   • 适用场景：适用于任务量已知，相对耗时的任务
   • 案例：

public class FixedThreadPoolCase {static class FixedThreadDemo implements Runnable{@Overridepublic void run() {String name = Thread.currentThread().getName();for (int i = 0; i < 2; i++) {System.out.println(name + ":" + i);}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建一个固定大小的线程池，核心线程数和最大线程数都是3ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 5; i++) {executorService.submit(new FixedThreadDemo());Thread.sleep(10);}executorService.shutdown();}}

pool-1-thread-1:0
pool-1-thread-1:1
pool-1-thread-2:0
pool-1-thread-2:1
pool-1-thread-3:0
pool-1-thread-3:1//与下面一行输出比较，可以看出只有三个线程
pool-1-thread-1:0
pool-1-thread-1:1
pool-1-thread-2:0
pool-1-thread-2:1

2. 单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO)执行
   

• 核心线程数和最大线程数都是1
• 阻塞队列是LinkedBlockingQueue，最大容量为Integer.MAX_VALUE
• 适用场景：适用于按照顺序执行的任务
• 案例：

public class NewSingleThreadCase {static int count = 0;static class Demo implements Runnable {@Overridepublic void run() {count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count);}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//单个线程池，核心线程数和最大线程数都是1ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 10; i++) {exec.execute(new Demo());Thread.sleep(5);}exec.shutdown();}}

3. 可缓存线程池（不断创建临时线程来完成任务）

• 核心线程数为0
• 最大线程数是Integer.MAX_VALUE
• 阻塞队列为SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列，每个插入操作都必须等待一个移出操作。
• 适用场景：适合任务数比较密集，但每个任务执行时间较短的情况。（不然会创建大量线程占用内存）
• 案例：

public class CachedThreadPoolCase {static class Demo implements Runnable {@Overridepublic void run() {String name = Thread.currentThread().getName();try {//修改睡眠时间，模拟线程执行需要花费的时间Thread.sleep(100);System.out.println(name + "执行完了");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建一个缓存的线程，没有核心线程数，最大线程数为Integer.MAX_VALUEExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 10; i++) {exec.execute(new Demo());Thread.sleep(1);}exec.shutdown();}}

4. 提供了“延迟”和“周期执行”功能的ThreadPoolExecutor。
   
   • 适用场景：有定时和延迟执行的任务
   • 案例：

public class ScheduledThreadPoolCase {static class Task implements Runnable {@Overridepublic void run() {try {String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name + ", 开始：" + new Date());Thread.sleep(1000);System.out.println(name + ", 结束：" + new Date());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//按照周期执行的线程池，核心线程数为2，最大线程数为Integer.MAX_VALUEScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);System.out.println("程序开始：" + new Date());/*** schedule 提交任务到线程池中* 第一个参数：提交的任务* 第二个参数：任务执行的延迟时间* 第三个参数：时间单位*/scheduledThreadPool.schedule(new Task(), 0, TimeUnit.SECONDS);scheduledThreadPool.schedule(new Task(), 1, TimeUnit.SECONDS);scheduledThreadPool.schedule(new Task(), 5, TimeUnit.SECONDS);Thread.sleep(5000);// 关闭线程池scheduledThreadPool.shutdown();}}

面试文稿

在jdk中默认提供了4中方式创建线程池
第一个是：newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
第二个是：newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列 中等待。
第三个是：newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
第四个是：newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任 务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

3.5 为什么不建议用Executors创建线程池 3 3

参考阿里开发手册《Java开发手册-嵩山版》

面试文稿

其实这个事情在阿里提供的最新开发手册《Java开发手册-嵩山版》中也提到了
主要原因是如果使用Executors创建线程池的话(上面图中的三个线程池），它允许的请求队列默认长度是Integer.MAX_VALUE，这样的话，有可能导致堆积大量的请求，从而导致OOM（内存溢出）。
所以，我们一般推荐使用ThreadPoolExecutor来创建线程池，这样可以明确规定线程池的参数，避免资源的耗尽。

4. 多线程使用场景问题

结合真实案例来说清楚，如何使用线程、如何使用线程池，往往这些使用场景比较棘手，需要重点掌握。

4.1 线程池使用场景CountDownLatch、Future（你们项目哪里用到了多线程） 3 4

juc包下的类CountDownLatch、Future。

4.1.1 CountDownLatch

CountDownLatch（闭锁/倒计时锁）用来进行线程同步协作，等待所有线程完成倒计时（一个或者多个线程，等待其他多个线程完成某件事情之后才能执行）

• 其中构造参数用来初始化等待计数值
• await() 用来等待计数归零
• countDown() 用来让计数减一

public class CountDownLatchDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//初始化了一个倒计时锁 参数为 3CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-begin...");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}//count--latch.countDown();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-end..." +latch.getCount());}).start();new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-begin...");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}//count--latch.countDown();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-end..." +latch.getCount());}).start();new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-begin...");try {Thread.sleep(1500);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}//count--latch.countDown();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-end..." +latch.getCount());}).start();String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name + "-waiting...");//等待其他线程完成latch.await();System.out.println(name + "-wait end...");}
}

那么实际项目中如何使用呢，下面进行说明

4.1.2 案例一（es数据批量导入）

在我们项目上线之前，我们需要把数据库中的数据一次性的同步到es索引库中，但是当时的数据好像是1000万左右，一次性读取数据肯定不行（oom异常），当时我就想到可以使用线程池的方式导入，利用CountDownLatch来控制，就能避免一次性加载过多，防止内存溢出

整体流程就是通过CountDownLatch+线程池配合去执行

详细实现流程：

把所有文章通过线程池建立多个线程实现分批导入(每页一个线程)到ES中，每个线程完毕后都会调用countDown()。

4.1.3 案例二（数据汇总）

在一个电商网站中，用户下单之后，需要查询数据，数据包含了三部分：订单信息、包含的商品、物流信息；这三块信息都在不同的微服务中进行实现的，我们如何完成这个业务呢？

4.1.4 案例三（异步调用）

很多软件都有搜索功能，在进行搜索的时候，需要保存用户的搜索记录，而搜索记录不能影响用户的正常搜索，我们通常会通过异步调用开启一个线程去执行历史记录的保存，在新开启的线程在执行保历史记录的过程中，可以利用线程提交搜索任务。

总结

你们项目哪里用到了多线程

批量导入:使用了线程池+CountDownLatch批量把数据库中的数据导入到了ES(任意)中，避免OOM。
数据汇总:调用多个接口来汇总数据，如果所有接口(或部分接口)的没有依赖关系，就可以使用线程池+future来提升性能。
异步线程(线程池):为了避免下一级方法影响上一级方法(性能考虑)，可使用异步线程调用下一个方法(不需要下一级方法返回值)，可以提升方法响应时间。

面试文稿

嗯~~，我想一下当时的场景[根据自己简历上的模块设计多线程场景]
参考场景一：
es数据批量导入
在我们项目上线之前，我们需要把数据量的数据一次性的同步到es索引库中，但是当时的数据好像是1000万左右，一次性读取数据肯定不行（oom异常），如果分批执行的话，耗时也太久了。所以，当时我就想到可以使用线程池的方式导入，利用CountDownLatch+Future来控制，就能大大提升导入的时间。
参考场景二：
在我做那个xx电商网站的时候，里面有一个数据汇总的功能，在用户下单之后需要查询订单信息，也需要获得订单中的商品详细信息（可能是多个），还需要查看物流发货信息。因为它们三个对应的分别三个微服务，如果一个一个的操作的话，互相等待的时间比较长。所以，我当时就想到可以使用线程池，让多个线程同时处理，最终再汇总结果就可以了，当然里面需要用到Future来获取每个线程执行之后的结果才行
参考场景三：
《黑马头条》项目中使用的
我当时做了一个文章搜索的功能，用户输入关键字要搜索文章，同时需要保存用户的搜索记录（搜索历史），这块我设计的时候，为了不影响用户的正常搜索，我们采用的异步的方式进行保存的，为了提升性能，我们加入了线程池，也就说在调用异步方法的时候，直接从线程池中获取线程使用

4.2 如何控制某个方法允许并发访问线程的数量？ 3 2

Semaphore [ˈsɛməˌfɔr] 信号量，是JUC包下的一个工具类，我们可以通过其限制执行的线程数量，达到限流的效果
当一个线程执行时先通过其方法进行获取许可操作，获取到许可的线程继续执行业务逻辑，当线程执行完成后进行释放许可操作，未获取达到许可的线程进行等待或者直接结束。
Semaphore两个重要的方法
lsemaphore.acquire()： 请求一个信号量，这时候的信号量个数-1（一旦没有可使用的信号量，也即信号量个数变为负数时，再次请求的时候就会阻塞，直到其他线程释放了信号量）
lsemaphore.release()：释放一个信号量，此时信号量个数+1

public class SemaphoreCase {public static void main(String[] args) {// 1. 创建 semaphore 对象Semaphore semaphore = new Semaphore(3);// 2. 10个线程同时运行for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(() -> {try {// 3. 获取许可semaphore.acquire();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {System.out.println("running...");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("end...");} finally {// 4. 释放许可semaphore.release();}}).start();}}}

Semaphore使用步骤

1. 创建Semaphore对象，可以给一个容量
2. semaphore.acquire():请求一个信号量，这时候的信号量个数-1(一旦没有可使用的信号量，也即信号量个数变为负数时，再次请求的时候就会阻塞，直到其他线程释放了信号量)
3. semaphore.release():释放一个信号量，此时信号量个数+1

面试文稿

如何控制某个方法允许并发访问线程的数量

在多线程中利用JDK提供的一个工具类Semaphore信号量。在并发的情况下，可以控制方法的访问量

1. 创建Semaphore对象，可以给一个容量
2. acquire()可以请求一个信号量，这时候的信号量个数-1
3. release()释放一个信号量，此时信号量个数+1

5. 其他

5.1 谈谈你对ThreadLocal的理解 3 4

5.1.1 概述

ThreadLocal是多线程中对于解决线程安全的一个操作类，它会为每个线程都分配一个独立的线程副本从而解决了变量并发访问冲突的问题。ThreadLocal 同时实现了线程内的资源共享。

案例：使用JDBC操作数据库时，会将每一个线程的Connection放入各自的ThreadLocal中，从而保证每个线程都在各自的 Connection 上进行数据库的操作，避免A线程关闭了B线程的连接。

5.1.2 ThreadLocal基本使用

三个主要方法：

• set(value) 设置值
• get() 获取值
• remove() 清除值

public class ThreadLocalTest {static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {String name = Thread.currentThread().getName();threadLocal.set("itcast");print(name);System.out.println(name + "-after remove : " + threadLocal.get());}, "t1").start();new Thread(() -> {String name = Thread.currentThread().getName();threadLocal.set("itheima");print(name);System.out.println(name + "-after remove : " + threadLocal.get());}, "t2").start();}static void print(String str) {//打印当前线程中本地内存中本地变量的值System.out.println(str + " :" + threadLocal.get());//清除本地内存中的本地变量threadLocal.remove();}}

5.1.3 ThreadLocal的实现原理&源码解析（面试官比较关心）

ThreadLocal本质来说就是一个线程内部存储类，从而让多个线程只操作自己内部的值，从而实现线程数据隔离。

在ThreadLocal中有一个内部类叫做ThreadLocalMap，类似于HashMap
ThreadLocalMap中有一个属性table数组，这个是真正存储数据的位置
set方法

get方法/remove方法

后面会继续追问，你知道ThreadLocal的内存泄漏问题吗

5.1.4 ThreadLocal-内存泄露问题

Java对象中的四种引用类型：强引用、软引用、弱引用、虚引用

• 强引用：最为普通的引用方式，表示一个对象处于有用且必须的状态，如果一个对象具有强引用，则GC并不会回收它。即便堆中内存不足了，宁可出现OOM，也不会对其进行回收
  

• 弱引用：表示一个对象处于可能有用且非必须的状态。在GC线程扫描内存区域时，一旦发现弱引用，就会回收到弱引用相关联的对象。对于弱引用的回收，无关内存区域是否足够，一旦发现则会被回收
  

每一个Thread维护一个ThreadLocalMap，在ThreadLocalMap中的Entry对象继承了WeakReference。其中key为使用弱引用的ThreadLocal实例，value为线程变量的副本。

由于强引用不会被回收，日积月累就会导致内存泄露，解决方法：在使用ThreadLocal的时候，强烈建议：务必手动remove。

面试文稿

面试官：谈谈你对ThreadLocal的理解

候选人：嗯，是这样的~
ThreadLocal 主要功能有两个，第一个是可以实现资源对象的线程隔离，让每个线程各用各的资源对象，避免争用引发的线程安全问题，第二个是实现了线程内的资源共享

面试官：好的，那你知道ThreadLocal的底层原理实现吗？

候选人：嗯，知道一些~
在ThreadLocal内部维护了一个一个 ThreadLocalMap 类型的成员变量，用来存储资源对象
当我们调用 set 方法，就是以 ThreadLocal 自己作为 key，资源对象作为 value，放入当前线程的 ThreadLocalMap 集合中
当调用 get 方法，就是以 ThreadLocal 自己作为 key，到当前线程中查找关联的资源值
当调用 remove 方法，就是以 ThreadLocal 自己作为 key，移除当前线程关联的资源值

面试官：好的，那关于ThreadLocal会导致内存溢出这个事情，了解吗？

候选人：嗯，我之前看过源码，我想一下~~
是因为ThreadLocalMap 中的 key 被设计为弱引用，它是被动的被GC调用释放key，不过关键点是只有key可以得到内存释放，而value不会，因为value是一个强引用。
在使用ThreadLocal 时都把它作为静态变量（即强引用），因此无法被动依靠 GC 回收，建议主动的remove 释放 key，这样就能避免内存溢出。